1.1 اختيار تركيبة كرات الطحن عالية الكروم

سبائك الكروم العالي، الحديد الزهر الأبيض، التركيب الكيميائي، التركيب، واختيار عنصر السبائك له تأثير كبير جدا على أدائها، والتحليل المحدد على النحو التالي:

1) الكربون والكروم

يُعدّ الكربون والكروم من أهم العناصر في الحديد الزهر الأبيض عالي الكروم. زيادة محتوى الكربون يمكن أن تزيد من عدد مركبات الكربون في البنية الدقيقة، وبالتالي تُحسّن مقاومة الحديد الزهر الأبيض عالي الكروم للتآكل، ويتكون كربيد يوتكتيكي خشن، وتنخفض صلابته بشكل ملحوظ.

الكروم هو عنصر قوي التشكيل، مكون للكربيد، بالإضافة إلى الكربيد المكون للكربون؛ بالإضافة إلى ذلك، هناك جزء مذاب في الأوستينيت، وبالتالي فإن كمية الكروم مرتبطة أيضًا بإخماد الحديد الزهر ونفاذيته.

يُحدد محتوى الكربون والكروم (أو نسبة الكروم إلى الكربون) نوع الكربيدات. ووفقًا لنتائج الاختبار، عندما يكون محتوى الكربون 3.0% ومحتوى الكروم 11.6%، فإن معظم الكربيدات من نوع M7C3.

2)السيليكون

السيليكون عنصرٌ يُعزز بشدة عملية الجرافيت. يتوزع السيليكون بالكامل تقريبًا في المصفوفة، مما يُقلل من قابلية التصلب. تتوفر كمية قليلة فقط من السيليكون للحل الصلب والتقوية. في السبائك الأخرى، ذات محتوى عنصري مُحدد، تزداد كمية البيرلايت المُتكونة أثناء عملية التبريد مع زيادة محتوى السيليكون، مما يُؤدي إلى انخفاض الصلابة وزيادة التآكل. لذلك، يجب أن يكون محتوى السيليكون العالي في الكروم، والحديد الزهر الأبيض، والحديد الزهر أقل من 1.0%.

3) المنغنيز

يعد المنجنيز عنصرًا فعالًا جدًا في تثبيت الأوستينيت، ولكنه يخفض نقطة MS بشكل كبير ويؤدي إلى كمية كبيرة من الأوستينيت المتبقي.

4) عامل الكتلة المتغيرة

التعديل هو تغيير في التحول الأوتوكتيكي ودرجة الحرارة ومجال التركيز لحديد الزهر الأبيض. يُمكنه تغيير عملية نمو الأوتوكتيكي ثنائي الطور. يُحسّن التعديل بنية وشكل حديد الزهر الأبيض، وخاصةً الكربون والكربيد، مما يجعله عملية فعّالة لتحسين متانة حديد الزهر الأبيض عالي الكروم.

1.2 التركيب الكيميائي لكرات الطحن الاختبارية

C:2.7 ~ 3.0%، Si:0.6 ~ 1.0%، Mn:0.40.8%، Cr:11 ~ L3%، عامل الكتلة المتغيرة: 0.5% للمرة الأولى، 1.0% للمرة الثانية، 1.5% للمرة الثالثة.

1.3 عملية الإنتاج

تم اعتماد تقنية صب القالب المعدني والرافعة العازلة، وكانت عينة الصب عبارة عن كرة صب مقاس 90 مم.

حمولة معدنية باستخدام الحث بدون قلب بتردد طاقة gw-7800kw، وصهر الفرن الكهربائي، والتبطين، للحجر ورمل الكوارتز. عند صهر الحمولة وتسخينها إلى حوالي 1400 درجة مئوية، يُضاف الفيروسيليكون والفيرومنغنيز. يُضاف مُعدّل إلى مغرفة الحديد المنصهر، وعند تسخين الحديد المنصهر إلى 1550 درجة مئوية، يُسحب الحديد المنصهر. يُغطى الحديد المنصهر بمادة عازلة من قشر الأرز المُكربن؛ وتكون درجة حرارة الصب حوالي 1400 درجة مئوية.

1.4 المعالجة الحرارية

تم اعتماد تقنية التبريد عالي الحرارة + التبريد منخفض الحرارة (كما هو موضح في الشكل 1) للعينة، وكان وسط التبريد هو زيت الآلة رقم 30.